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I microelettrodi microECoGs fanno parlare il cervello

I microelettrodi microECoGs permettono di distinguere le parole pronunciate da un paziente

I microelettrodi microECoGs sono stati sperimentati sul cervello di un volontario, dando importanti risultati, che segnano la strada per riuscire a interpretare il linguaggio cerebrale. Leggendo i risultati di due griglie con sedici microelettrodi microECoGs, gli scienziati sono stati in grado di capire con ragionevole certezza quali parole avesse pronunciato il paziente.

I microelettrodi microECoGs: come funzionano?

Anche se sono ancora all’inizio della sperimentazione, due griglie di 16 microelettrodi microECoGs impiantati sul cervello di un volontario con gravi crisi epilettiche hanno avuto successo nella decodifica dei segnali cerebrali trasformandoli in un piccolo insieme di parole, grazie al lavoro dell'Università dello Utah.

Il volontario, a cui era già stata tolta temporaneamente una parte del cervello, i medici hanno impiantato elettrodi più grandi per individuare la fonte delle sue crisi epilettiche. Il paziente ha accettato di ricevere anche queste due piccole griglie di microelettrodi microECoGs impiantati nei centri del discorso del suo cervello.

I suoi segnali cerebrali sono stati poi registrate, mentre leggeva ripetutamente dieci parole ad alta voce: sì, no, fame, sete, di più, di meno, caldo, freddo, ciao, arrivederci.

Quando i ricercatori hanno confrontato i due schemi di segnale del cervello, cioè quelli generati quando aveva detto "sì" e "no", hanno distinto correttamente tra le due parole fino al 90 per cento delle volte. Ma quando hanno confrontato l'esame di tutti e dieci i modelli, hanno scelto la parola corretta 28-48 per cento delle volte. I risultati hanno dimostrato che resta molto lavoro da fare.

"Questo esperimento era una prova", spiega Bradley Greger, un assistente professore di Bioingegneria, in un comunicato stampa. "Abbiamo dimostrato che con questi segnali si può dire che cosa la persona sta dicendo ben al di sopra di una scelta casuale, ma dobbiamo essere in grado di capire le parole con più precisione, prima che questa scoperta possa davvero risultare utile a un paziente in qualche modo".

Le speranze per il futuro grazie ai microelettrodi microECoGs

Lo studio, pubblicato nel numero di ottobre del Journal of Neural Engineering, ha coinvolto un nuovo tipo di microelettrodo che è posto sulla cima di siti specifici del cervello. Chiamato microECoGs, è essenzialmente una versione ridotta degli elettrodi utilizzati per elettrocorticografia.

I ricercatori dicono che gli elettrodi EEG utilizzati per registrare le onde cerebrali sono troppo grandi e registrano troppi segnali per decodificare i segnali del parlato, mentre i microelettrodi microECoGs sono entrambi più piccoli e più sicuri.

In questo studio, ciascuna delle due griglie è stata distanziate di un millimetro su una delle due aree di intervento del cervello: la corteccia motoria facciale, che controlla i movimenti della bocca, labbra, lingua e il viso, e l'area di Wernicke, che è legato alla comprensione del linguaggio.

Durante le sessioni di un'ora nel corso di quattro giorni consecutivi, ogni parola è stata ripetuta 31-96 volte, a seconda di quanto tempo il paziente era in grado di procedere. I ricercatori hanno analizzato i modelli e utilizzando quei modelli hanno cercato di identificare le parole sulla base dei segnali.

Che i modelli del segnale del cervello varino notevolmente da una persona all'altra sembra improbabile, ma resta ancora da verificare, e potrebbe risultare problematico se un paziente non è in grado di parlare: le sue parole non possono essere, in sostanza, decodificate con i microelettrodi microECoGs. Per ora, il team si sta concentrando su grandi griglie in grado di catturare più dati.

"I risultati dell’esperimento dicono che funziona, e ora dobbiamo perfezionare la tecnica in modo che le persone con determinate sindromi possano comunicare", ha detto Gregor. "Il punto seguente della ricerca - e questo è ciò che stiamo facendo in questo momento - è quello di farlo con griglie di microelettrodi più grandi. Possiamo fare la griglia più grande, con più elettrodi, e ottenere una quantità enorme di dati sul cervello, il che significa che probabilmente capiremo più parole e con una migliore accuratezza. "

 

 

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